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东南大学考研复习卷(E 卷)
课程名称 半导体物理929 编辑时间
2013-1
得分
适用专业
电子科学与技术
考试形式
闭卷
考试时间长度 180分钟
室温下00.026k T eV = ，电子电量19
e=1.610
C -⨯。
一、 填空题（每空1分，共35分）
1. 用单电子近似法研究晶体中电子状态的理论称为能带论。在能带论中，费米能级是一
个非常有用的概念，在能带中引入费米能级是为了__________，费米能级与温度、杂质浓度、半导体材料的导电类型等因素有关。p 型半导体费米能级随温度升高的变化为__________。能带图中引入准费米能级的目的是为了__________。 2. 金在硅中的施主能级在价带顶上方0.35eV 处，受主能级在导带底带下方0.54eV 处。
已知硅的禁带宽度 1.12g E eV =，硅中金原子浓度为15
3
10cm -，在硅中掺入浓度为
16310cm -的硼，则该硅是__________型半导体，金的带电状态为__________。
3. 常规掺杂半导体是通过价带空穴和导带电子导电，在重掺杂的简并半导体中，杂质浓
度很高，杂质原子相互靠近，被杂质原子束缚的电子的波函数显著重叠，杂质能级扩展为杂质能带。重掺杂半导体还可以通过杂质带导电：杂质能带中的电子可以通过杂质原子间的__________运动参加导电。进行浅能级杂质的重掺杂常常是为了获得高电荷密度和高电导率。重掺杂的应用有__________、__________等。 4. 两块n 型硅材料，在某温度下，第一块与第二块的电子浓度之比为12/n n e =，第一块
材料的费米能级在导带底下03k T 处，那第二块材料的费米能级位置在__________，两块材料的空穴浓度之比为__________。
5. 电流连续性方程：2
2p p p p p
p p d p p D p g t x dx x εμεμτ∂∂∂∆=---+∂∂∂。若用适当频率的光脉冲照射一块均匀n 型半导体材料的局部区域，没有外场作用，且非平衡载流子的产生率为p g ，光脉冲停止后的连续性方程简化为__________；若稳定光照射均匀掺杂n 型半导体的一部分，均匀产生非平衡载流子，产生率为p g ，且电场是均匀的，则连续性方程简化为__________。
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6. PN 结的击穿有热击穿和电击穿，电击穿有雪崩击穿和齐纳击穿。齐纳击穿电压具有
__________(填
“正”或“负”)温度系数，原因是__________。对于半导体材料Si 、Ge 和GaAs ，__________最容易发生热击穿，原因是__________。
7. pn 结的n 区掺有施主杂质18
3
D N 10cm -=，p 区掺有受主杂质16
3
A N 10cm -=。pn 结
施加正向偏压f V ，电流密度为J ，反向饱和电流00p n
S p n n p
qD qD J n p L L =+。室温下本
征载流子浓度10
3
1.510i n cm -=⨯，非平衡载流子电子的寿命0.5n us τ=，非平衡载流子空穴的寿命5p us τ=，电子的迁移率
21350/n cm V s μ=⋅，空穴的迁移率
2480/p cm V s μ=⋅。该pn 结的接触电势差D V 为__________ ；当电流密度为
21A/cm 时，外加电压为__________。
8. 金属的电导率与温度的关系比较单一，一般随温度的升高而__________(填“增加”、
“不变”或“减小”)，原因是__________。 9. 已知未知半导体的禁带宽度 1.1g E eV =，且C V N =N ，掺有153
10cm -的施主杂质，
施主能级比C E 低0.2eV ，费米能级F E 比C E 低0.3eV ，室温下本征激发忽略不计。则半导体导带有效状态密度C N 为__________，半导体的空穴浓度为__________。
10. 异质结相对于同质结，主要优势有__________、__________、__________等。 11. 半导体非平衡载流子的注入方法有__________、__________，其中__________满足n p ∆=∆。
12. 室温下，硅的本征载流子浓度10
3
1.510i n cm -=⨯，硅的禁带宽度 1.12g E eV =，在受
主浓度为18
3
10cm -的硅(电子亲和能为4eV )表面淀积一层功函数为4.6eV 的金属。这是一个肖特基接触还是一个欧姆接触？__________。金属的功函数为多少时可以改
变这个接触的类型？__________。
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13. 根据费米分布函数，比较大小__________：
A.电子占据F E 能级的几率；
B.空穴占据F E 能级的几率；
C.电子占据F 0(E -k T)能级的几率；
D.空穴占据F 0(E -k T)能级的几率。
14. 某新型半导体的193C N 10cm -=、18
3V N 510cm -=⨯，禁带宽度2g E eV =，若掺入
17310cm -的施主杂质（完全电离），室温下空穴浓度为__________，费米能级的位置在禁带中央上__________。
15. 在纯半导体硅中掺入硼，在一定温度下，当掺杂浓度增加时，费米能级向__________移动；掺杂浓度一定时，温度从室温逐步上升，费米能级向__________移动。 二、 简答题（共72分）
1.(12)分假设n 型半导体中的复合中心位于禁带的上半部，间接复合理论给出小注入条件
下非平衡少数载流子的寿命010100()()()n p t n p c n n c p p p U N c c n p τ+++∆==
+，其中有1
n t n
N c τ=，1
p t p
N c τ=，01C N c t E E k T
n e
--=，01V N t v E E k T
p e
--
=。半导体非平衡少数载流子的寿命与温度
的关系如图所示，解释说明这种关系。已知导带有效状态密度为302
C 2
2N 2()dn m k T h π=，
价带有效状态密度为302
V 2
2N 2()dp m k T h
π=。
